Hvad er stålkassedragere og pladedragere?
A stålkassedragerer en hul bjælke med lukket-snit fremstillet ved at svejse stålplader til et rektangulært, kvadratisk eller trapezformet-tværsnit. Fordi sektionen er lukket, udvikler den en kontinuerlig forskydningsstrøm under torsion og tilbyder meget høj vridningsstivhed. Boksdragere er meget udbredt i buede broer, kabel--langspændingsbroer og hængebroer, høje motorveje i byområder og tunge-krandragere.
A stålpladedragerer en opbygget- I-formet (eller H-formet) bjælke samlet ved at svejse eller bolte individuelle plader - en vævsplade og top-/bundflangeplader - sammen med afstivninger. Det er en åben sektion, der er yderst effektiv til at modstå lodret bøjning langs sin stærke akse, og den bruges almindeligvis i enkelt understøttede og kontinuerlige motorvejsbroer, industrikranbaner og overførselsdragere.
Begge typer er specialfremstillede-konstruktionselementer i stedet for rullede standardsektioner. Valget mellem dem er styret af spændvidde, belastningsvej, krumning, konstruktionsadgang og-livscyklusomkostninger. Denne vejledning forklarer de tekniske forskelle og giver en praktisk udvælgelsesrute til bro- og byggeprojekter.
Nøgleforskelle på et øjeblik
| Sammenligningselement | Stålkassedrager | Stålpladedrager |
|---|---|---|
| Tværsnit.- | Lukket rektangel, firkantet eller trapezformet | Åbn I- eller H-form |
| Vridningsstivhed | Høj (lukket forskydningsstrøm) | Lav (åben sektion, skal afstives) |
| Bøjningsadfærd | Fremragende i alle retninger | Kun fremragende til stærk akse |
| Forskydningsmodstand | Delt af to eller flere webs | Båret af et enkelt net |
| Global stabilitet | Høj modstand mod sideværts-vridning | Kræver sideafstivning og afstivninger |
| Fremstillingskompleksitet | Høj (lukkede celler, mange afstivninger, fuld-penetrationssvejsninger) | Moderat (plan samling, automatiserede linjer mulig) |
| Site montage | For det meste svejsede segmenter, svejsning i høj-højde | Ofte høj-boltesplejsninger |
| Typisk anvendelse | Buede ramper, lange spænd, brede dæk | Lige mellemspænd, krandragere, overførselsbjælker |
| Opretholdelse | Lukket tomrum, affugtning nødvendig, lille udsat område | Større frilagt overflade, lettere inspektion |
Strukturel ydeevne sammenlignet
Vridningsstivhed
Den lukkede kasse-tværsnit udvikler en lukket forskydningsstrøm, når den drejes, hvilket begrænser vridning og giver langt større vridningsmodstand end et åbent I-snit med tilsvarende vægt. Dette gør kassedragere til standardvalget til horisontalt buede broer og til dæk, der belastes excentrisk af tunge køretøjer.
Bøjningskapacitet
I en kassedrager er top- og bundflangepladerne brede og bidrager med et stort inertimoment, hvilket giver høj global bøjningskapacitet i begge retninger. En pladedrager koncentrerer materiale i to flanger adskilt af en enkelt dyb bane; den er meget effektiv til tyngdekraftsbelastninger, der virker lodret, men dens laterale (svage-akse) stivhed er begrænset.
Forskydningsmodstand og stabilitet
Forskydning i en kassedrager deles af to eller flere baner, og de indvendige membraner begrænser banerne mod forskydningsudbøjning, så tynde baner kan bruges økonomisk. En pladedrager er afhængig af én bane; dybe slanke baner kræver tværgående og langsgående afstivninger for at forhindre diagonal forskydning. Af samme grund er pladedragere mere modtagelige for lateral-vridning og har brug for et afstivningssystem til lange uafstivede længder.
Fremstilling, montering og vedligeholdelse
| Aspekt | Stålkassedrager | Stålpladedrager |
|---|---|---|
| Efterspørgsel efter svejsning | Fuld-penetrationssvejsninger, begrænset indvendig multi-cellesvejsning, krævende NDT | For det meste filet- eller delvise-penetrationssvejsninger; forvrængning lettere at kontrollere |
| Butiks præfabrikation | Segmenter (enkelt-celle eller multi-celle) indbygget i butikken, transporteret til webstedet | Hele eller segmenterede dragere; lettere stykker, lavere transportbehov |
| Site montage | Segmenter forbundet ved svejsning; tilpasningskontrol er kritisk | Ofte høj-boltesplejsninger; hurtigere installation |
| Løft | Tunge selvvægtige-kraner med store-tonnage påkrævet | Moderat vægt, mindre krævende for krankapacitet |
| Korrosionsbeskyttelse | Lukket hulrum har brug for intern belægning eller affugtning; ydre areal er lille | Alle overflader udsatte; kugleblæsning, belægning og inspektion er enkle |
For kassedragere er kvalitetskontrol afhængig af kvalificerede svejseprocedurespecifikationer (WPS), ikke-destruktiv testning af kritiske samlinger og værkstedsprøvesamling af matchende segmenter. For pladedragere er automatiserede svejselinjer og standard dimensionskontrol normalt tilstrækkelige. Begge typer leveres med materialemøllecertifikater og overfladebehandling, såsom sandblæsning til Sa 2,5 med zink-rig primer og efterbehandling, i overensstemmelse med ISO 12944 for projektkorrosivitetskategorien.
Sådan vælger du mellem kasse- og pladedragere
Vælg enstålpladedragernår justeringen er lige, er lastvejen hovedsageligt lodret, og budgettet er stramt: det kan masseproduceres-på automatiserede linjer, er lettere at transportere og løfte og forbindes hurtigt med høj-bolte. Det er en gennemprøvet løsning til enkelt understøttede og kontinuerlige spænd i mellemområdet, krandragere og bygningsoverførselsbjælker.
Vælg enstålkassedragernår broen er buet eller skæv, når levende belastninger er excentriske, når lange spænd eller brede dæk kræver færre moler, eller når et glat, moderne udseende og lavt vedligeholdelsesareal er prioriteret. Boksdragere foretrækkes også til broer i områder med høj vind, fordi den lukkede profil kan formes aerodynamisk, og til inkrementelle udsætningsordninger.
Begge typer skal designes i henhold til den styrende kode for projektregionen -, f.eks. AASHTO LRFD i Nordamerika, Eurocode 3 (EN 1993) i Europa, eller GB 50017 / GB 50010-serien i Kina - ved brug af konstruktionsstålkvaliteter såsom ASTM A709 Grade 50, 5 S15010, EN 502 eller 5 S15010. Q355/Q420 med tilsvarende krav til svejsbarhed og sejhed.
Få et gratis bjælkevalg gennemgang og tilbud
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er hovedtyperne af kassedragere?
Boksdragere klassificeres efter tværsnitsform som rektangulær, trapezformet eller cirkulær, og efter cellearrangement som enkelt-celle-, multi-celle- eller multi-boksdragere. Den trapezformede (trekantede-bund) stålkasse er almindelig i lang-kabelstag-broer og hængebroer på grund af dens aerodynamiske effektivitet.
Hvorfor foretrækkes kassedragere til buede broer?
Et buet brodæk belastes både lodret og vridningsmæssigt. Den lukkede kassesektion modstår vridning med et lukket forskydningsflow og behøver ingen udvendig afstivning, hvilket holder dækket kompakt og tillader snævre vandrette radier uden for stor forvrængning.
Er pladedragere billigere end kassedragere?
Generelt ja for enkle, lige spænd. Fremstilling af pladedragere er plan og lettere automatiseret, materiale bruges kun tæt på den neutrale akse, hvor det er nødvendigt, og opstilling er hurtigere med boltede splejsninger. Sammenligningen afhænger af spændvidde, dækbredde, stålkvalitet og stedets forhold, så der er behov for et teknisk estimat for hvert projekt.
Hvilke svejse- og inspektionskrav gælder for kassedragere?
Hovedsømme er typisk fuld-penetrationssvejsninger udført under kvalificerede svejseprocedurespecifikationer (WPS) og inspiceret ved ultralyd (UT), radiografisk (RT) eller magnetisk partikel (MT) test. Referencedokumenter omfatter AWS D1.5 til brosvejsning og EN 1090 til udførelse af stålkonstruktioner.
Kan en pladedrager bruges til lange spænd?
Ja, med et dybere væv og et afstivningssystem kan pladedragere spænde over betydelige afstande, men ud over en vis spændvidde gør det ekstra stål til afstivninger og afstivning kassedrageren mere økonomisk, især hvor der er tale om vridning eller krumning.
Hvilke stålkvaliteter bruges typisk til brodragere?
Almindelige kvaliteter inkluderer ASTM A709 Grade 36/50/50W til amerikanske projekter, EN 10025 S355J2 og S355NL i Europa og GB/T 714 eller GB/T 1591 kvaliteter såsom Q355 og Q420 i Kina. Den endelige karakter afhænger af flydespænding, sejhed ved designtemperaturen og kravene til svejsbarhed i projektet.